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* 第8章 微计算机中断系统 §8.1 中断的基本概念 一、什么是中断？ 在CPU正常运行程序时，由于内部或外部某个非预料事件的发生，使CPU暂停正在运行的程序，而转去执行处理引起中断事件的程序，然后再返回被中断了的程序，继续执行。这个过程就是中断。 非预料事件是指事件发生的时间无法预知，即何时产生中断请求信号是不确定的，是随机的。但事件的性质及处理方法则是已知的，确定的；即中断服务程序是事先编写好的，只是何时执行未知。 二、中断源 引起中断的事件，称为中断源。产生中断的事件分为内部事件和外部事件，因此，就分为内部中断和外部中断。8086的内部中断也称为软中断，是由中断指令和CPU某些严重运算错误引起的中断；而外部中断是外部设备或部件通过INTR或NMI向CPU发的中断请求信号所引起的中断事件。 三、中断响应、中断屏蔽、中断向量、中断服务程序 由于外部的中断请求是随机的。CPU在每个指令周期的最后一个T周期检测INTR信号是否为低电平。一旦检测到为低电平，且中断屏蔽位IF=1，CPU就响应中断，向外发中断响应信号INTA=0，并读出由中断源提供的中断向量，找到与该中断源相关服务程序的地址，然后执行该程序，这段为中断服务的程序称为中断服务程序。如果IF=0，即使CPU检测到INTR为低电平，CPU也不会响应中断，称为中断屏蔽。 四、中断返回 CPU执行完中断服务程序，返回原来的程序，称为中断返回。为了使中断能返回原来的点（称为断点），在执行中断服务程序之前就必须将断点的地址压栈保护，中断返回就将断点的地址从堆栈弹出，恢复断点。 五、中断优先权与中断嵌套 由于外部能发中断请求的中断源可能有几个，因此要给每个中断源指定一个优先权，称为中断优先权。 当多个中断源同时发出中断请求时，CPU按照中断优先权的高低顺序，依次响应，或者CPU正在执行某个中断服务程序，CPU又检测到更高级的中断源发的中断请求，CPU中断正在执行的服务程序，转去执行更高级中断源的服务程序，称为中断嵌套。 六、中断系统 为了完成上面二、三、四和五的功能，微型计算机必须有一个与之配套的系统，称为中断系统。不同微型计算机，中断系统也不相同，差别很大。 一、中断的分类 8086机的中断系统可处理256种不同的中断。如图为PC中断源。按中断产生的方法分可以分为：外部中断和内部中断。 § 8.2 PC系列机的中断结构 1、外部中断 外部中断也称硬中断，是由外部硬件产生的，它又分为非屏蔽中断（NMI）和可屏蔽中断（INTR）。 （1）非屏蔽中断 外部硬件通过NMI向CPU发的中断请求，不可屏蔽，CPU必须响应。PC中有三种非屏蔽中断： 系统板动态RAM奇偶校验错。 I/O扩展槽上I/O通道板奇偶校验错。 协处理器8087发中断请求。 （2）可屏蔽中断 外部硬件通过INTR向CPU发的中断请求，CPU是否响应取决与中断屏蔽控制位IF是否为1。PC机的中，外部硬件通过中断控制器8259的IRi端 ，向CPU的INTR请求信号，8259内部设有中断屏蔽寄存器，有8位对应可以控制8个外不硬件的中断请求。一片8259可管理8个中断请求，如果用8259两级级连，可管理多达64个中断请求。 2、内部中断 8086的内部中断又称软中断。产生软中断有三种情况： （1）中断指令 INT n或INT。 （2）CPU的某些运算错误。 （3）Debug设定的中断。 二、CPU响应中断的过程 外部发中断请求，CPU发中断响应，保护断点，取中断向量获得中断服务程序地址，执行中断服务程序，恢复断点，中断返回。 ? 中 断 优 先 级 内中断（除法错，INTO，INT） 最 高 ?  最 低 非屏蔽中断NMI 可屏蔽中断INTR 单步中断 三、中断向量 1、中断类型码 8086为每个中断源分配了一个中断类型码，其取值范围为0～255，即可处理256种中断。其中包括软件中断，系统占用的中断以及开放给用户使用的中断。中断类型码或者包含在指令中，或者预先规定。所有内部中断和NMI中断都不执行INTA总线周期；除单步中断外，任何内部中断都无法禁止且都比外部中断优先级高。 DOS系统功能调用功能程序 类型21 程序结束中断 类型20 显示设备中断 类型10 溢出处理中断，INTO指令 类型4 设置断点 类型3 非屏蔽中断， NMI 类型2 单步 类型1 除数为0中断例行程序 类型0 功能 中断类型 二、中断向量表 当有外部中断请求时，CPU如果响应中断，CPU就会寻址中断源。常用的寻找中断源的方法有：查询中断和矢量中断法。